Java入門 - 高級教程 - 05.網絡編程

原文地址：http://www.work100.net/training/java-networking.html
更多教程：光束雲 - 免費課程

網絡編程

序號	文內章節	視頻
1	概述	-
2	Socket編程	-
3	ServerSocket類的方法	-
4	Socket類的方法	-
5	InetAddress類的方法	-
6	Socket客戶端實例	-
7	Socket服務端實例	-

請參照如上章節導航進行閱讀

1.概述

網絡編程是指編寫運行在多個設備（計算機）的程序，這些設備都通過網絡連接起來。

java.net 包中 J2SE 的 API 包含有類和接口，它們提供低層次的通信細節。你可以直接使用這些類和接口，來專注於解決問題，而不用關注通信細節。

java.net 包中提供了兩種常見的網絡協議的支持：

• TCP：TCP 是傳輸控制協議的縮寫，它保障了兩個應用程序之間的可靠通信。通常用於互聯網協議，被稱 TCP / IP。
• UDP：UDP 是用戶數據報協議的縮寫，一個無連接的協議。提供了應用程序之間要發送的數據的數據包。

本教程主要講解以下兩個主題。

• Socket 編程：這是使用最廣泛的網絡概念，它已被解釋地非常詳細。

• URL 處理：這部分會在另外的篇幅裏講，點擊這裏更詳細地瞭解在 Java 語言中的 URL 處理

2.Socket編程

套接字使用 TCP 提供了兩臺計算機之間的通信機制。 客戶端程序創建一個套接字，並嘗試連接服務器的套接字。

當連接建立時，服務器會創建一個 Socket 對象。客戶端和服務器現在可以通過對 Socket 對象的寫入和讀取來進行通信。

java.net.Socket 類代表一個套接字，並且 java.net.ServerSocket 類爲服務器程序提供了一種來監聽客戶端，並與他們建立連接的機制。

以下步驟在兩臺計算機之間使用套接字建立 TCP 連接時會出現：

• 服務器實例化一個 ServerSocket 對象，表示通過服務器上的端口通信
• 服務器調用 ServerSocket 類的 accept() 方法，該方法將一直等待，直到客戶端連接到服務器上給定的端口
• 服務器正在等待時，一個客戶端實例化一個 Socket 對象，指定服務器名稱和端口號來請求連接
• Socket 類的構造函數試圖將客戶端連接到指定的服務器和端口號。如果通信被建立，則在客戶端創建一個 Socket 對象能夠與服務器進行通信
• 在服務器端，accept() 方法返回服務器上一個新的 socket 引用，該 socket 連接到客戶端的 socket

連接建立後，通過使用 I/O 流在進行通信，每一個 socket 都有一個輸出流和一個輸入流，客戶端的輸出流連接到服務器端的輸入流，而客戶端的輸入流連接到服務器端的輸出流。

TCP 是一個雙向的通信協議，因此數據可以通過兩個數據流在同一時間發送.以下是一些類提供的一套完整的有用的方法來實現 socket。

3.ServerSocket類的方法

服務器應用程序通過使用 java.net.ServerSocket 類以獲取一個端口,並且偵聽客戶端請求。

ServerSocket 類有四個構造方法：

序號	方法描述
1	public ServerSocket(int port) throws IOException <br>創建綁定到特定端口的服務器套接字。
2	public ServerSocket(int port, int backlog) throws IOException <br>利用指定的 backlog 創建服務器套接字並將其綁定到指定的本地端口號。
3	public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress address) throws IOException <br>使用指定的端口、偵聽 backlog 和要綁定到的本地 IP 地址創建服務器。
4	public ServerSocket() throws IOException <br>創建非綁定服務器套接字。

創建非綁定服務器套接字。 如果 ServerSocket 構造方法沒有拋出異常，就意味着你的應用程序已經成功綁定到指定的端口，並且偵聽客戶端請求。

這裏有一些 ServerSocket 類的常用方法：

序號	方法描述
1	public int getLocalPort() <br> 返回此套接字在其上偵聽的端口。
2	public Socket accept() throws IOException <br>偵聽並接受到此套接字的連接。
3	public void setSoTimeout(int timeout) <br> 通過指定超時值啓用/禁用 SO_TIMEOUT，以毫秒爲單位。
4	public void bind(SocketAddress host, int backlog) <br>將 ServerSocket 綁定到特定地址（IP地址和端口號）。

4.Socket類的方法

java.net.Socket 類代表客戶端和服務器都用來互相溝通的套接字。客戶端要獲取一個 Socket 對象通過實例化 ，而服務器獲得一個 Socket 對象則通過 accept() 方法的返回值。

Socket 類有五個構造方法.

序號	方法描述
1	public Socket(String host, int port) throws UnknownHostException, IOException <br>創建一個流套接字並將其連接到指定主機上的指定端口號。
2	public Socket(InetAddress host, int port) throws IOException <br>創建一個流套接字並將其連接到指定 IP地址的指定端口號。
3	public Socket(String host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException <br>創建一個套接字並將其連接到指定遠程主機上的指定遠程端口。
4	public Socket(InetAddress host, int port, InetAddress localAddress, int localPort) throws IOException <br>創建一個套接字並將其連接到指定遠程地址上的指定遠程端口。
5	public Socket() <br>通過系統默認類型的 SocketImpl 創建未連接套接字

當 Socket 構造方法返回，並沒有簡單的實例化了一個 Socket 對象，它實際上會嘗試連接到指定的服務器和端口。

下面列出了一些感興趣的方法，注意客戶端和服務器端都有一個 Socket 對象，所以無論客戶端還是服務端都能夠調用這些方法。

序號	方法描述
1	public void connect(SocketAddress host, int timeout) throws IOException <br>將此套接字連接到服務器，並指定一個超時值。
2	public InetAddress getInetAddress() <br> 返回套接字連接的地址。
3	public int getPort() <br>返回此套接字連接到的遠程端口。
4	public int getLocalPort() <br>返回此套接字綁定到的本地端口。
5	public SocketAddress getRemoteSocketAddress() <br>返回此套接字連接的端點的地址，如果未連接則返回 null。
6	public InputStream getInputStream() throws IOException <br>返回此套接字的輸入流。
7	public OutputStream getOutputStream() throws IOException <br>返回此套接字的輸出流。
8	public void close() throws IOException <br>關閉此套接字。

5.InetAddress類的方法

這個類表示互聯網協議(IP)地址。下面列出了 Socket 編程時比較有用的方法：

序號	方法描述
1	static InetAddress getByAddress(byte[] addr) <br>在給定原始 IP 地址的情況下，返回 InetAddress 對象。
2	static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) <br>根據提供的主機名和 IP 地址創建 InetAddress。
3	static InetAddress getByName(String host) <br>在給定主機名的情況下確定主機的 IP 地址。
4	String getHostAddress() <br>回 IP 地址字符串（以文本表現形式）。
5	String getHostName() <br> 獲取此 IP 地址的主機名。
6	static InetAddress getLocalHost() <br>返回本地主機。
7	String toString() <br>將此 IP 地址轉換爲 String。

6.Socket客戶端實例

如下的 GreetingClient 是一個客戶端程序，該程序通過 socket 連接到服務器併發送一個請求，然後等待一個響應。

// 文件名 GreetingClient.java
import java.net.*;
import java.io.*;

public class GreetingClient
{
   public static void main(String [] args)
   {
      String serverName = args[0];
      int port = Integer.parseInt(args[1]);
      try
      {
         System.out.println("連接到主機：" + serverName + " ，端口號：" + port);
         Socket client = new Socket(serverName, port);
         System.out.println("遠程主機地址：" + client.getRemoteSocketAddress());
         OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
         DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);

         out.writeUTF("Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
         InputStream inFromServer = client.getInputStream();
         DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
         System.out.println("服務器響應： " + in.readUTF());
         client.close();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

7.Socket服務端實例

如下的 GreetingServer 程序是一個服務器端應用程序，使用 Socket 來監聽一個指定的端口。

// 文件名 GreetingServer.java
import java.net.*;
import java.io.*;

public class GreetingServer extends Thread
{
   private ServerSocket serverSocket;

   public GreetingServer(int port) throws IOException
   {
      serverSocket = new ServerSocket(port);
      serverSocket.setSoTimeout(10000);
   }

   public void run()
   {
      while(true)
      {
         try
         {
            System.out.println("等待遠程連接，端口號爲：" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
            Socket server = serverSocket.accept();
            System.out.println("遠程主機地址：" + server.getRemoteSocketAddress());
            DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
            System.out.println(in.readUTF());
            DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
            out.writeUTF("謝謝連接我：" + server.getLocalSocketAddress() + "\nGoodbye!");
            server.close();
         }catch(SocketTimeoutException s)
         {
            System.out.println("Socket timed out!");
            break;
         }catch(IOException e)
         {
            e.printStackTrace();
            break;
         }
      }
   }
   public static void main(String [] args)
   {
      int port = Integer.parseInt(args[0]);
      try
      {
         Thread t = new GreetingServer(port);
         t.run();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

編譯以上兩個 Java 文件代碼，並執行以下命令來啓動服務，使用端口號爲 6066：

$ javac GreetingServer.java 
$ java GreetingServer 6066
等待遠程連接，端口號爲：6066...

新開一個命令窗口，執行以上命令來開啓客戶端：

$ javac GreetingClient.java 
$ java GreetingClient localhost 6066
連接到主機：localhost ，端口號：6066
遠程主機地址：localhost/127.0.0.1:6066
服務器響應： 謝謝連接我：/127.0.0.1:6066
Goodbye!

---

上一篇：序列化
下一篇：郵件收發

---

如果對課程內容感興趣，可以掃碼關注我們的 公衆號 或 QQ羣，及時關注我們的課程更新